基于L298的直流电动机PWM调速器

基于L298的直流电动机PWM调速器

维普资讯

第 4卷第 4期20 0 4年 7月

潍坊学院学报J u a fW efn iest o r l i gUnv ri n o a y

Vo . . 1 No 4 4

J12 0 u .0 4

基于 L 9的直流电动机 P 28 WM调速器宋健

(潍坊学院机电工程系，山东潍坊 2 16 ) 60 1摘要：绍了基于 L 9介 2 8的直流 P M调速系统的工作原理，出了系统的软、件组成。 W给硬 运行试验表明，系统工作稳定可靠，满足直流电动机的调速要求。 关键词： 2 8;片机； W L9单 P M调速中图分类号： 2 9文献标识码： 文章编号：6 1 4 8 (0 4)4 0 8— 2 TP 2 A 17— 2 82 0 0— 0 7 0l引言

中断了供电电源 U向电动机提供电能，在开关 s但S接通期间电枢电感所储存的能量此时通过续流

长期以来，由于直流电动机具有良好的线性调速特性，单的控制功能，高的效率，异的简较优

二极管 V D使电动机电流继续流通。 电动机两端得到的电压波形如图 2所示， 电压平均值 U v a可用下式表示：Uv a=l

动态特性，广泛应用在调速控制中。特别是随着计算机进入控制领域以及高开关频率、全控型第二代电力半导体器件(T G O、 O F T I B G R、 T M S E、 T等) G 的发展，宽调制(WM的直流调速系统在调速脉 P )控制中得到越来越普遍的使用。2直流 P M调速系统的工作原理 W P WM调速装置是利用大功率品体管的开关

Us aUs=

式中 t-开关每次接通的时间； o- . T开关通短的时间周期；一

仅一一占空比，= I仅厂。’由上式可见，改变开关接通时间 t和开关周 a n期 T的比例亦即改变脉冲的占空比，电动机两端的电压平均值也随之改变，因而电动机转速得到l k

特性来调制固定电压的直流电源，按一个固定的频率来接通和断开，并根据需要改变一个周期内“通”“开”接和断时间的长短，通过改变直流伺服电动机电枢上电压的“占空比”改变平均电压的来大小，从而控制电动机的转速。因此，这种装置又称为“关驱动装置”开。

I

I‘ J

0

图2 P WM控制

波形图

了控制。,图 1 P M控制示意图 W

改变占空比有两种调制方法。一种是开关周期恒定，通过改变导通脉冲宽度来改变占空比的方式， 即脉冲宽度调制 P l Wit us e d M d l in缩写为 h ou t, ao P W:另一种方式为导通脉冲宽度恒定，通过改变

P WM控制的示意图如图 1所示，可控开关 S 以一定时间间隔重复地接通和断开， S接通时，当 供电电源 U通过开关 S施加到电动机两端， s电源向电机提供能量，电动机储能；当开关 S短开时，

开关频率( 1 I f/3 _来改变占空比，亦即脉冲频率调制Pu e r u ny l Fe ec Moua o, s q dl i缩写为 P￣。由 tn FD

收稿日期：0 3 0 - 1 2 0 - 4 0

作者简介：宋健 ( 9 8 )男，东潍坊人，师。 16一，山讲·

8 7·

基于L298的直流电动机PWM调速器

维普资讯

潍坊学院学报

20 0 4年 7月

于 P M控制是依靠脉冲频率来改变占空比的， F当遇到某个特殊的频率下的机械谐振时，常导致系统震动和出现音频啸叫声，这一严重的缺点导致P M F控制在伺服系统中不适用。目前，直流电动机的控制中，以应用 P WM控制方式为主。3专用功率集成电路 L 9 2 8简介

根据 L 9 2 8的输入输出关系，使能控制端 E A n

接 A 8 C 2的 PD口， PD T9 5,当，口为高电平时，通过 P WM信号输入端 I3和 I4可以控制电动机的 n n正反转(输入端 l为 P n l WM信号，入端 I2为低输 n电平，电动机正转；入端 I2 P输 n为 WM信号，入输端 Il n为低电平，电动机反转)当它为低电平时，;

L 9是双 H桥高电压大电流功率集成电路， 28 直接采用， '辑电平控制，可用来驱动继电 I L逻 T I 器、线圈、直流电动机、步进电动机等电感性负载。 它的驱动电压可达 4 V 6,直流电流总和可达 4。 A

驱动桥路上的 4个晶体管全部截止，正在运行使的电动机电枢电流反向，电动机自由停止。电动

机的转速由单片机调节 P WM信号的占空比来实现。

其内部具有 2个完全相同的 P WM功率放大回路，内部结构如图 3所示。其

5 P WM调速的软件实现

单片机 P WM脉冲信号的产生从程序设计上

来讲，以采用软件延时和计时器延时两种方法。可 软件延时虽然理论上实现起来较容易，占用系但统资源过多，使用并不方便。该P WM调速器采用定时器 0中断方式产生

由 L9 2 8构成的 P WM功率放大器的工作形式为单极可逆模式。1个 H桥的下侧桥晶体管发 2射极连在一起，其输出脚(和 1) 1 5用来连接电流检测电阻。 9脚接逻辑控制部分的电源，第常用+ V, 5 第 4脚为电机驱动电源，系统中为 4 V第 5 7本 0,,, l,2脚输入标准， ' O1 I L逻辑电平，用来控制 H桥 T I

P WM脉冲，WM控制子程序也就是定时器 0的 P中断服务程序。同时，它还要产生采样周期，即安照采样周期启动 A D转换，/其程序流程图如图 4所示。

的开和关， 61脚则为使能控制端。当 V= 0 第， 1 s4 V时，高输出电压可达 3 V,最 5连续电流可达 2。 A 4 P WM调速器的硬件组成

在整个 P WM调速器中， P C U既是运算处理中心，又是控制中心，是最关键的器件。本系统中选用与 MC一 1 S 5系列完全兼容的 A 8 C 2片 T95单机，它是一种低功耗、高性能、 M S八位微处理 C O

器。片内具有 8 K字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，2 x 18 8位内部 R AM, T 9 5 A 8 C 2可

构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，

提高系统可靠性，降低系统成本。V V_ I

图4

程序流程图

6结束语基于 L9 2 8的直流电动机 P WM调速器，由

A 8 C 2单片机的 IO口输出 P T9 5/ WM信号，直接用 1 L电平控制驱动芯片 L 9,电动机进行 T 28对调速。具有电路简单，控制方便，的特点。运行实图 3 P WM调速器硬件组成图·

验表明，系统工作稳定可靠，满足了调速的功能要求，有较大的理论及实用价值。(具下转第 4 9页 )

8· 8

基于L298的直流电动机PWM调速器

维普资讯

第 4期

王韦平史昱：于映射的满值性 关

一

性得 y f o∈ )=() C. x。

又 dt eA≠O则 R)R。, n“=

定理 37设 fR一 R连续并且是局部一一的， _:“| I 并且 f固有映射，是则 R)RI n|= 证明： fRI RI因：|

|—连续并且是局部一一的，由则定理 34知 f开映射。由 fR一 RI连续的固 .是：“|是有映射，由定理 35知，是闭映射。从而由定理 . f 33知， n R| . R) I=。

定理 31设 Q为线性赋范空间 x中的开集， .0 f= i F Q—x是全连续场并且是局部一一的，则 f d:—是开映射。

证明：任取 x∈Q,证 fo。要 () x是 Q)内点，的不失一

般性，不妨设 x O f o O取 0的 8一邻域 B0 o,x=,= () (,

8,得 f B O8上是一一的，同伦 n( t f )使在 (, )作 x) ,=

定理 38设 fR R连续可微，且满足 .:| I并 ( 当 x“, x≠0 1 )∈R时 I )

( )( ):×[1“续音一， B f0卜R, f则H (∈,连鲁 )并且当 x B ()∈ 0 1∈0 0,【,]时，由 x t≠O可推得一

(当 l 一∞,l x l∞ 2 ) l ll x l )l 一则 R)R n“=证明： Vx∈R,于 Ix≠O, fRI RI局对 “由 f) 则：||—是

≠。于f (_是一， (}由在B。一的故n, )上 xt≠0因此，根据同伦不变性和 B ru ); osk定理得

部一一的； f又连续，由定理 3 .,是开映射。 4知 f

任取 Y f￣则存在序列 f} n x一y∈ R) i, x∈R T, I ) (∞,由 l 一∞知， n )则一 ll l x序列 f} x有界， 则存在x∈R“x】,而由 f的连续性及极限的唯一性。,【从 0

dgfB 0 8,)d gH(,)B 0 8,) dgH(, e ( (,)0= e (· o, (,)0= e (·, 1, (,) )奇数， )BO 8,= O再根据连通区性质， P当∈X,

l 充分小时， dg, (,)p= e( B 18, l l l P有 e ( BO 8,)dg, (,) f f

知，=()由 Y的任意性知，是闭映射。从而由 yfo x,。 f定理 33知， n RI _ R)|=

o≠O因此，x=, l 充分小时， B08 ), fo p当 l l () l P在 (,) 内有解，这表明 0是 f (,) ( 0 s的内点。 B )定理 31设 X是实线性赋范空间， i— X .1 f d F:—=

定理 39设 A (j∈R,e .=a i ) dt A≠O f (n且，∈CR),

存在 a【,]1 o l - f)l l +, f∈0 1,￣,l A( l≤ l l 1则 3> x x l3 x(n RI R)|=。

Y是全连续场并且是局部一一的，并且 f闭映射， 则 x= )x证明：由定理 31 .O知，是开映射， X是开集知， f由

证明：同伦 nx t (-) t f )任取 Y∈R,作 (,=1 t+A (, ) x x o“则存在 rO使 0 (,, 0 x By r t【,]>,∈By r贝当∈O (,,∈ 0 1。) o) 时， (,≠O事实上， n x t O l(-) t f ) nxt, )若 (,=,p1 t+A ( ) i x x=

x是开集， f )又闭映射， x是闭集知， )闭集， 是 从而 x是 x中的既开又闭的集合，因 x是连 )又通的，故 x=。 )x

o可得 l— f)l, l A( l x x=L

, I— f)l l又 i( l x x≤ l参考文献：

xl 1 0 +,贝 l3

L

≤ l +,∈【,] l l p t 0 1∈[,] l x, 0 1,

【钟承奎、 1]范先令、陈文源.非线性泛函分析引论【 . M]兰州：兰州大学出版社，9 8 19 .

这是不可能的。根据同伦不变性及连通区性质

可得 d g, (,) o dgi, (,, )d g d B e ( BO 8, ) e( B y r Y= e(, f y= d 0) o i (,,) 1由 Ko ekr在定理可得，存在 Y r O=再。) r ce存 n x∈R, f一 y, Y的任意性知， f n R。。“使㈥。由。 A( )| R= I

【郭大钧. 2]非线性泛函分析【’:东科学技术出版社 M】济南山18 . 9 5

责任编辑：坤谭 (接第 8上 8页 )

PW M p e g lt r f r DC o o a e n L2 8 S e d Re u a o o M tr b sd o 9S oNG Ja in

( i n U i ri, e ag 6 0 1 h a We ag n esyW in, 1 6, i ) f v t f 2 C nAb t a tT i at l re ya ay e ec u e f usd l L a igo u l ig n t c l gme s rs sr c: hs r ceb if n ls

st a s so tiewal e k n fb i n sa d i t k i a u e, i l h o d sa n S e pec nu d￣tn eo ti ewal l c igu ela a eb t r,n r vd ce t i a i. Op o l a n e a d t u sd l b o k n pt k g u t a d p o ies in i cb ss h h e e fKe r so tiewal c u e f e k n,tc l gme s rs y wo d:usd l, a s so a ig a k i a u e l n

责任编辑：肖恩忠·

4 9·

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cvjm.html